数控机床自动刀架故障分析与维修 毕业论文.doc

数控机床自动刀架故障分析与维修摘 要数控机床是高性能机电一体化设备，其位置检测用的是串行脉冲编码器，由于串行脉冲编码器的特点。自动刀架是数控机床中常用的换刀装置，由于使用频繁，且各种型号格的刀架质量参差不齐，所以故障率较高。刀架出现的故障可能涉及机械、电气、控制系统等多方面的原因，这给迅速确定故障点，排除故障带来一定的难度。以目前使用较多的螺旋四转位自动刀架为例，介绍自动刀架常见故障及其维修方法。通过毕业设计使我学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用，同时，使自己对本专业有较完整的系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。关键词：数控机床 自动刀架 故障诊断与维修 毕业设计 1目 录摘 要1目 录21.引言31.引言32.数控机床故障诊断的基本知识42.1 数控机床的主要组成部分42.2 数控机床的特点52.3 数控机床故障的基本概念62.4 数控机床常见的故障类型63.数控机床故障诊断的基本要求93.1 在故障诊断时应掌握以下原则93.2 数控机床故障诊断的一般方法93.3 数控机床的常见故障排除方法124.数控机床自动刀架故障分析与维修154.1 自动刀架结构和工作原理154.2 自动刀架换刀后刀架不能锁紧18致 谢21参 考 文 献221.引言数控机床是综合应用了计算机、自动控制、精密测量和现代机械制造和数据通信等多种技术，是机械加工领域中典型的机电一体化设备，适用于多品种、中小批量的复杂零件的加工。数控机床作为实现柔性制造系统、计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础已成为现代制造技术中不可缺少的设备，因此得到了巨大的发展。科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。数控机床的故障诊断与维修是数控机床使用过程中重要的组成部分，也是目前制约数控机床发挥作用的因素之一。本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。2.数控机床故障诊断的基本知识2.1 数控机床的主要组成部分数控机床由程序载体、输入输出装置、数控装置（cnc）、伺服系统、可编程序控制器（plc）、位置反馈装置和机床本体七个部分组成。（1）程序载体 程序载体（又称控制介质），它是指在操作者与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物。程序载体用于记载以数控加工程序表示的各种价格信息，目前在数控机床上常用的程序载体有磁带、磁盘、和闪存盘。（2）输入输出装置 输入输出装置的作用是将程序载体上含有加工信息的程序，完整、正确地传送至数控机床的cnc中，并由数控系统显示数控机床的运行状态等。根据程序载体的不同，输入装置有磁带录音机、磁盘驱动器和计算机接口等。在现代数控机床上，还可以通过手动方式（mdi方式），将工件加工程序用数控系统的操作面板上的按键，直接键入cnc单元；或者通过通信接口从其他计算机获取加工程序输入cnc单元。（3）cnc单元 cnc单元是数控机床的核心，它接收来自程序载体的控制信息并转换成数控机床的操作信号。cnc单元由输入接口、cpu、存储器和输出接口等部分组成。输入接口的作用是接收外来信息；cpu则对输入信息进行分类、处理，并发出控制信号到输出装置；输出接口与主轴系统、伺服系统和plc控制的辅助功能部件等连接，它将cpu发出的控制信号转换为各个功能部件能接收的控制信号，使其完成预定的控制功能。（4）伺服系统 服系统用于完成坐标轴的驱动，是数控机床的执行部分。它的功用是接受数控系统输出的指令脉冲信号，将其转换成机床移动部件的运动，并对进给运动速度和定位的精度加以控制。由于伺服控制系统是数控机床的最后控制环节，因此它的私服精度、快速性和动态影响特性是影响数控机床的生产率、加工精度以及表面加工质量的主要因素之一。目前在数控机床的伺服系统中，常用的伺服驱动元件有功率步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机等。在开环控制的数控机床伺服系统中，常用功率步进电动机或电业脉冲马达作为伺服元件，没输入一个脉冲信号驱动元件就转过一定的角度；在闭环控制的数控机床伺服系统中，常用大惯量直流电动机或交流伺服电动机作为驱动元件。由于交流伺服电动机具有良好的性能价格比，正逐渐成为首选的伺服驱动元件。（5）可编程序控制器（plc） 可编程序控制器的作用是对数控机床进行辅助控制。cnc单元送来的辅助控制指令，经可编程序控制器处理和辅助接口电路转换成强电信号，用来控制数控机床的工件装夹、刀具的更换、冷却液的开停等辅助动作。plc还接受数控机床操作面板的控制信息，一方面直接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往cnc单元用于加工过程的控制。（6）位置反馈系统 位置反馈系统的作用是通过传感器将驱动电动机的角位移和数控机床执行机构的直线位移转换成电信号，输送给cnc单元，与指令位置进行比较，并由cnc单元发出指令，纠正所产生的误差。（7）机床本体 数控机床的机床本体包括主运动系统、进给系统及辅助装置。对于加工中心类数控机床，还有存放刀具的刀库、自动换刀装置和自动托盘装置等部件。与普通机床相比，数控机床采用了高性能主轴部件及传动系统，机械传动系统简化，传动链较短；机械结构具有较高刚度和耐磨性，热变形小；更多地采用高传动部件。很多零部件以标准化，为机械设计和制造带来方便。2.2 数控机床的特点数控机床一般由cnc装置、输入/输出装置、伺服驱动系统、机床电器逻辑控制装置、机床等组成，数控机床的各部分之间有着密切的联系。cnc装置将数控加工程序信息按两类控制量分别输出：一类是连续控制量，送往伺服驱动系统；令一类是离散的开关控制量，送往机床电器和逻辑控制装置。伺服驱动系统位于cnc装置与机床之间，它的一方面通过电信号与cnc装置连接，另一方面通过伺服电机、检测元件与机床的传动部件连接。机床电器、逻辑控制装置的形式可以是继电器控制线路或者是可编程器控制线路，它接受cnc装置发出的开关命令，主要完成主轴启停、工件装夹、工作台交换、换刀、冷却、液压、气动和润滑系统及其他机床辅助功能的控制。另外要将主轴启停结束、工件夹紧、工作台交换结束、换刀到位等信号传送回cnc装置。数控机床本身的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性。引起数控机床故障的因素是多方面的，有些故障的现象是机械方面的，但是引起故障的原因却是电气方面的；有些故障的现象是电气方面的，然而引起故障的原因是机械方面的；有些故障是由电气方面和机械方面共同引起的。在进行数控机床故障的诊断时，要重视机床个部分的交接点。2.3.1数控机床的优点（1）对零件的适应性强，可加工复杂的零件表面；（2）加工精度高，加工质量稳定；（3）生产效率高；（4）良好的经济效益；（5）自动化程度高。2.3.2数控机床的缺点（1）价格较高，设备首次投资大；（2）对操作、维修人员的技术要求较高；（3）加工复杂形状的零件时，手工编程的工作量大。2.3.3数控机床的应用范围（1）多品种小批量零件；（2）形状结构复杂的零件；（3）需要频繁改型的零件；（4）价格昂贵、不允许报废的零件；（5）批量较大精度要求高的零件。2.3 数控机床故障的基本概念数控机床是高度机电一体化的技术装备，和普通机床相比也包括机械、电气、液压气动方面的故障，但电气系统远为复杂，故障侧重于电气、机械、液压等的交叉点。而且数控系统种类繁多，给检测和诊断带来很大的困难。故障数控机床全部或部分丧失原有的功能。 故障诊断在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因，提出有效的维修对策。2.4 数控机床常见的故障类型数控机床和数控加工设备是高度自动化、高度集成的系统。其加工条件、类型及工件等因素复杂多变，所以故障种类多、随意性大。数控机床和数控加工设备故障有多种分类，分类的目的是从数控机床故障不同的侧面对故障进行分析和研究。数控机床和数控加工设备故障可以按故障形成的原因、故障的程度、故障形成的速度、故障发生的频率和故障造成的后果等进行分类。2.4.1 数控机床的非关联性和关联性故障 故障按起因的相关性可分为非关联性和关联性故障。所谓非关联性故障是由于运输、安装等原因造成的故障。关联性故障可分为系统性故障和随机性故障，系统性故障是指数控机床在一定条件下必然出现的故障；随机性故障是指偶然出现的故障。一般随机性故障是由于机械结构的局部松动、系统控制软件不完善、硬件工作特性曲线下降、电气元器件品质因数降低等原因造成。2.4.2 数控机床的有诊断显示故障和无诊断显示故障 数控机床故障按有无诊断显示分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。有诊断显示故障一般与控制部分有关，故障发生后可以根据故障报警信号判别故障的原因。无诊断显示故障往往表现为工作台停留在某一位置不能运动，依靠手动操作也无法使工作台动作，这类故障的排除相对于有诊断显示故障的排除难度要大。2.4.3 数控机床的破坏性故障和非破坏性故障 数控机床故障按性质可分为破坏性故障和非破坏性故障。对于短路、因伺服系统失控造成“飞车”等故障称为破坏性故障，在维修和排除这种故障时不允许故障重复出现，因此维修时有一定的难度；对于非破坏性故障，可以经过多次试验、重演故障来分析故障原因，故障的排除相对容易些。2.4.4 数控机床的电气故障和机械故障 数控机床故障按发生部位可分为电气故障和机械故障。电气故障一般发生在系统装置、伺服驱动单元和机床电气等控制部位。电气故障一般是由于电气元器件的品质因素下降、元器件焊接松动、接插件接触不良或损坏等因素引起，这些故障表现为时有时无。如某电子元器件的漏电流较大，工作一段时间后，其漏电流随着环境温度的升高而增大，导致元器件工作不正常，影响了相应电路的正常工作。当环境温度降低了以后，故障又消失了。这类故障靠目测是很难查找的，一般要借助测量工具检查工作电压、电流或测量波形进行分析。 一般发生在机械运动部位。机械故障可以分为功能型故障、动作型故障、结构型故障和使用型故障。功能型故障主要是指工件加工精度方面的故障，这些故障是可以发现的，例如加工精度不稳定、误差大等。动作型故障是指机床的各种动作故障，可以表现为主轴不转、工件夹不紧、刀架定位精度低、液压变速不灵活等。结构型故障可以表现为主触发热、主轴箱噪声大、机械传动有异常响声、产生切削振动等。使用型故障主要是指使用和操作不当引起的故障，例如过载引起的机件损坏等。机械故障一般可以通过维护保养和精心调整来预防。2.4.5 自诊断故障 数控系统有自诊断故障报警系统，它随时监测数控系统的硬件、软件和伺服系统等的工作情况。当这些部分出现异常时，一般会在监视器上显示报警信息或指示灯报警或数码管显示故障号，这些故障可以称作为自诊断故障。自诊断故障系统可以协助维修人员查找故障，是故障检查和维修工作中十分重要的依据。对报警信息要进行仔细分析，因为可能会有多种故障因素引起同一种报警信息。2.4.6 人为故障软（硬）故障人为故障是指操作员、维护人员对数控机床还不熟悉或者没有按照使用手册要求，在操作或调整时处理不当而造成的故障。硬故障是指数控机床的硬件损坏造成的故障。软故障一般是指由于数控加工程序中出现语法错误、逻辑错误或非法数据；数控机床的参数设定或调整出现错误；保持ram芯片的电池电路短路、断路、接触不良，ram芯片得不到保持数据的电压，使得参数、加工程序丢失或出错，电气干扰窜入总线，引起时序错误等原因造成的数控机床故障。3.数控机床故障诊断的基本要求3.1 在故障诊断时应掌握以下原则3.1.1 先外部后内部现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度、降低性能。系统外部的故障主要是由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。3.1.2 先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统及电气故障的诊断难度较大。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障。3.1.3 先静态后动态先在机床断电的静止状态，通过了解、观察、测试、分析，确认通电后不会造成故障扩大、发生事故后，方可给机床通电。在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。3.1.4 先简单后复杂当出现多种故障互相交织，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。3.2 数控机床故障诊断的一般方法数控机床故障诊断一般包括三个步骤；第一个步骤是故障检查。这是对数控机床进行测试，检查是否存在故障。第二个步骤是故障判定及隔离。这个步骤是要判断故障的性质，以缩小产生故障的范围，分离出故障的部件或模块。第三个步骤是故障定位。将故障定位到产生故障的模块或元器件，及时排除故障或更换元件。数控机床故障诊断一般采用追踪法、自珍法、参数检查法、替换法、测量法。3.2.1 追踪法数控机床发生故障时，为了进行故障诊断，找出产生故障的根本原因，维修人员应遵循以下两条原则；（1）充分调查故障现场这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。调查故障现场，首先要查看故障记录单；同时应向操作者调查、询问出现故障的全过程，充分了解发生的故障现象，以及采取过的措施等。此外，维修人员还应对现场作细致的检查，观察系统的外观内部各部分是否有异常之处：在确认数控系统通电无危险的情况下方可通电，通电后再观察系统有何异常， crt 显示的报警内容是什么等。（2）认真分析故障的原因。数控系统虽有各种报警指示灯或自诊断程序，但不可能诊断出发生故障的确切部位。而且同一故障、同一报警可以有多种起因，在分析故障的起因时，一定要开阔思路，尽可能考虑各种因素。分析故障时，维修人员也不应局限于 cnc 部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确诊和最终排除故障的目的。3.2.2 自诊断功能自诊断功能是数控系统的自诊断报警系统功能，它可以帮助维修人员查找故障，是数控机床故障诊断与维修的十分重要的手段。自诊断功能按诊断的时间的先后可分为启动诊断、在线诊断和离线诊断。启动诊断是指数控系统从通电开始到进入正常准备为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。启动诊断主要对cnc装置中最关键的硬件和系统控制软件进行诊断例如cpu、存储器、软盘驱动器、手动数据输入(crt/mdi)单元、总线和输入/输出(i/o)单元等，甚至能对某些重要的芯片是否插装到位、规格型号是否正确进行诊断。如果检测到故障，cnc装置通过监视器或数码管显示故障的内容。自动诊断过程没有结束时，数控机床不能运行。在线诊断是指数控系统在工作状态下，通过系统内部的诊断程序和相应的硬件环境，对数控机床运行的正确性进行的诊断。cnc装置和内置plc分别执行不同的诊断任务。cnc装置主要通过对各种数控功能和伺服系统的检测，检查数控加工程序是否有语法错误和逻辑错误。通过对位置、速度的实际值相对指令值的跟踪状态来检测伺服系统的状态，若跟踪误差超过了一定限度，表明伺服系统发生了故障。通过对工作台实际位置与位置边界值的比较，检查工作台运行是否超出范围。内置plc主要检测数控机床的开关状态和开关过程，例如对限位开关、液压阀、气压阀和温度阀等工作状态的检查，对机床换刀过程、工作台交换过程的检测，对各种开关量的逻辑关系的检测等。在线诊断按显示可以分为状态显示和故障信息显示两部分。状态显示包括接口状态显示和内部状态显示。接口状态是以二进制“1”和“0”表示信号的有无，在监视器上显示cnc装置与plc、plc与机床之间的接口信息传递是否正常。内部状态显示涉及机床较多的部分，例如复位状态显示、由外部原因造成不执行指令的状态显示等。故障信息显示涉及很多故障内容，cnc系统对每一条故障内容赋予一个故障编号(报警号)。当发生故障时，cnc装置对出现的故障按其紧迫性进行判断，在监视器上显示最紧急的故障报警号和相应的故障内容说明。数控机床的伺服驱动单元、变频器、电源、输入/输出、i/o等单元通常有数码管指示和报警指示灯。挡板这些装置和相关部件出现故障时，除了在监视器上显示故障报警信息外，它们的报警指示灯变亮或数码管显示故障字符。例如伺服驱动单元与伺服电机连接的电源线接触不良或伺服系统的检测元件损坏时，伺服驱动单元的数码管显示代表故障的字符，查阅使用手册有关报警的章节，可以找到故障的类型和引起故障的原因。离线诊断是数控机床出现故障时，数控系统停止运行系统程序的停机诊断。离线诊断是把专用诊断程序通过i/o设备或通信接口输入到cnc装置内部，用专用诊断程序替代系统程序来诊断系统故障，这是一种专业性的诊断。3.2.3 参数检查数控机床的参数设置是否合理直接关系到机床能否正常工作。这些参数有位置环增益、速度环增益、反向间隙补偿值、参考点坐标、快速点定位速度、加速度、系统分辨率等数值，通常这些参数不允许修改。如果参数设置不正确或因干扰使得参数丢失，机床就不能正常运行。因此参数检查是一项重要的诊断。3.2.4 替换法利用备用模块或电路板替换有故障疑点的模块或电路板，观察故障转移的情况，这是常用而简便的故障检测方法。3.2.5 测量法利用万用表、钳形电流表、相序表、示波器、频谱分析仪、振动检测仪等仪器，对故障疑点进行电流、电压和波形测量，将测量值与正常值进行比较，分析故障所在的位置。3.3 数控机床的常见故障排除方法由于数控机床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。下面介绍维修人员任生产实践中常用的排除故障方法。3.3.1 直观检查法直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，确定故障范围，可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上，然后再进行排除。一般包括：（1）询问:向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果等；（2）目视：总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧断，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等；（3）触摸：在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线的联接状况以及用手摸并轻摇元器件，尤其是大体积的阻容、半导体器件有无松动之感，以此可检查出一些断脚、虚焊、接触不良等故障；（4）.通电：是指为了检查有无冒烟、打火，有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。如果存在破坏性故障，必须排除后方可通电。3.3.2 初始化复位法一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障。若系统工作存贮区由于掉电、拨插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。3.3.3 自诊断法数控系统已具备了较强的自诊断功能，并能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状态。利用自诊断功能，能显示出系统与主机之间的接口信息的状态，从而判断出故障发生在机械部分还是数控部分，并显示出故障的大体部位（故障代码）。（1）硬件报警指示：是指包括数控系统、伺服系统在内的各电气装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法；（2）软件报警指示：系统软件、plc程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及排除方法。3.3.4 功能程序测试法功能程序测试法是将数控系统的g、m、s、t、f功能用编程法编成一个功能试验程序，并存储在相应的介质上，如纸带和磁带等。在故障诊断时运行这个程序，可快速判定故障发生的可能起因。功能程序测试法常应用于以下场合：（1） 机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是数控系统故障引起；（2） 数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好；（3）闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时。3.3.5 备件替换法用好的备件替换诊断出坏的线路板，即在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。并做相应的初始化起动，使机床迅速投入正常运转。对于现代数控的维修，越来越多的情况采用这种方法进行诊断，然后用备件替换损坏模块，使系统正常工作。尽最大可能缩短故障停机时间，使用这种方法在操作时注意一定要在停电状态下进行，还要仔细检查线路板的版本、型号、各种标记、跨接是否相同，若不一致则不能更换。拆线时应做好标志和记录。 一般不要轻易更换cpu板、存储器板及电地，否则有可能造成程序和机床参数的丢失，使故障扩大。3.3.6 交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否是故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换，从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅要硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。3.3.7 参数检查法系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或者某功能无效。发生故障时应及时核对系统参数，参数一般存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的 cmos ram中，一旦电池电量不足或由于外界的干扰等因素，使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时，可通过核对、修正参数，将故障排除。有时由于用户程序和参数错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的程序自诊断功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。3.3.8 测量比较法cnc系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整和维修方便，在印刷线路板上设计了一些检测端子。维修人员通过测量这些检测端子的电压或波形，可检查有关电路的工作状态是否正常。但利用检测端子进行测量之前，应先熟悉这些检测端子的作用及有关部分的电路或逻辑关系。3.3.9 敲击法当系统故障表现为有时正常有时不正常时，基本可以断定为元器件接触不良或焊点开焊，利用敲击法检查时，当敲击到虚焊或接触不良的故障部位时，故障就会出现。3.3.10 局部升温法数控系统经过长期运行后元件均要老化，性能变坏。当它们尚未完全损坏时，出现的故障就会时有时无。这时用电烙铁或电吹风对被怀疑的元件进行局部加温，会使故障快速出现。操作时，要注意元器件的温度参数等，注意不要损坏好的元器件。4.数控机床自动刀架故障分析与维修自动换刀装置是影响数控机床自动化程度及工作效率的至关重要的部分，及时的对自动换刀装置的故障进行诊断与排除对于用好数控机床有着极其重要的现实意义。4.1 自动刀架结构和工作原理图1为自动刀架控制原理图；图2为螺旋四工位刀架结构图；图3四工位发讯体系统连接原理图。当fanuc系统i/o模块q0.4口发出换刀信号后，刀架控制箱中继电器ka1动作，刀架电动机正转驱动蜗轮蜗杆减速机构，螺杆升降机构使上刀体上升。当上刀体上升到一定高度时离合转盘起作用，带动上刀体旋转。刀架上端的发信盘中对应每个刀位都安装有一个霍尔元件。当上刀体旋转到某一刀位时，该刀位上的霍尔元件向数控系统i0.0i0.3口输出低电平，而其它刀位霍尔元件输出高电平。在上刀体旋转过程中，发信盘不断向数控系统反馈刀位信号，数控系统将反馈信号与指令刀位信号相比较，当两信号相同时，说明上刀体己旋转到所选刀位。此时，数控系统i/o模块q0.5口输出反转信号控制刀架控制箱继电器ka2吸合，使电动机反转，活动销反靠在反靠盘上初定位。在活动销反靠作用下，螺杆带动上刀体下降，直至齿牙盘啮合，完成精定位，并通过蜗轮蜗杆紧固螺母，使刀架紧固。刀架电动机反转定位时间需23秒(可由系统参数设定)，定时时间到后，q0.4输出的反转信号撤销，虬蛇释放，切断电源，电动机停转，完成选刀过程。刀架的动作原理为：1松开：刀架电动机与刀架内的蜗杆相连，刀架电动机转动时与蜗杆配套的涡轮转动，此涡轮与一条丝杠为一体的（称为“涡轮丝杠”）当丝杠转动时会上升（与丝杠旋合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升），丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架。 2 换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下与丝杠一起转动即换刀。 3定位:在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁做的感应器，当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，刀